KR101024203B1 - 공압 제어 시스템을 이용한 점용접 자동화장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차체조립공장에서 공압 제어 시스템을 이용하여 점용접 방식으로 판넬과 판넬을 자동으로 용접하는 장치에 관한 것이다.
본 발명은 공압으로 제어되는 용접장치와 전기로 제어되는 컨택터 및 트랜스포머 사이의 통신을 위하여, 공압신호를 전기신호로 전환하여 컨택터에 용접신호를 송신하는 공전(空電) 릴레이를 채용한 새로운 형태의 점용접 방식을 구현함으로써, 작업자의 작업을 간소화할 수 있고, 장시간 근로에 따른 생산성 저하를 최소화할 수 있는 등 작업효율을 크게 향상시킬 수 있는 한편, 용접건들이 순서대로 용접을 행할 때, 각 타점 간의 시간차를 줄 수 있는 타임 딜레이 밸브를 채용한 새로운 형태의 점용접 방식을 구현함으로써, 타점과 타점 간의 판넬 벌어짐 등과 같은 문제를 배제할 수 있는 등 우수한 품질의 제품을 확보할 수 있는 공압 제어 시스템을 이용한 점용접 자동화장치를 제공한다.

Description

공압 제어 시스템을 이용한 점용접 자동화장치{Auto spot welding device using pneumatic control system}
본 발명은 공압 제어 시스템을 이용한 점용접 자동화장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차체조립공장에서 공압 제어 시스템을 이용하여 점용접 방식으로 판넬과 판넬을 자동으로 용접하는 장치에 관한 것이다.
최근 자동차 제조공장에서는 다른 제조업 분야에서와 마찬가지로 작업자가 필요치 않은 자동화 생산 설비로의 전환이 꾸준히 지속되고 있는 추세이며, 국내의 경우 자동화율이 80∼90% 수준을 상회하고 있다.
그렇지만 중국이나 인도 등과 같은 신진공업국의 경우에는 아직도 자동화율이 10∼20% 수준에 그치고 있으며, 국내에서도 소물 판넬의 경우에 자동화가 어렵기 때문에 수동으로 용접하는 방식을 채택하고 있다.
그러나, 작업자에 의해 용접을 행하게 되면, 장시간 반복작업에 따른 작업자의 피로누적에 의해 품질저하 등과 같은 문제를 일으키며, 작업효율을 크게 떨어뜨리는 결과를 가져온다.
일반적으로 차체조립공장에서는 기본적으로 전기저항을 이용한 점용접 방식으로 판넬과 판넬을 용접한다.
도 1은 차체조립공장에서 널리 사용되고 있는 수동 용접 장비의 구성을 보여주고 있으며, 이러한 수동 용접 장비 중에서 가장 중요한 요소는 용접건(10), 트랜스포머(T/R;11), 타이머&커택터(T/C;12)이다.
여기서, 미설명 부호 100은 킥리스 케이블(Kickless cable)이고, 110과 120은 각각 일렉트릭 케이블과 에어/워터 호스를 나타낸다.
보통 용접을 하기 위해서는 겹쳐진 판넬의 수량, 두께, 재질 등에 따라 전류, 통전시간, 가압력의 3대 조건을 만족시켜야 하며, 이러한 조건을 만족시키기 위해서 필요한 것이 바로 컨택터이다.
상기 컨택터는 수동 용접건에 있는 작동스위치에 의해 전해지는 전기신호를 받아 용접의 조건에 대한 정보(기존에 작업자가 해당 용접타점에 대한 3대 조건 중 2가지, 즉 전류의 세기와 통전시간을 컨택터에 설정하여 둠)를 트랜스포머에 보낸다.
상기 트랜스포머는 일종의 변압기로서, 컨택터로부터 받은 용접조건에 맞게 용접건으로 전류를 송전하는 동시에, 용접건은 공압실린더에 의해 작동하게 되므로, 트랜스포머에 부착되어 있는 솔레노이드 밸브를 통해 용접건의 가압 혹은 개방 동작을 컨트롤하게 된다.
따라서, 작업자의 작동스위치 조작에 따라 컨택터 및 트랜스포머의 제어를 받는 용접건에 의해 판넬과 판넬에 대한 용접이 이루어지게 된다.
도 2는 기존의 공압 제어 시스템상의 수동 용접설비를 나타내는 개략도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 다수의 용접건(10)과, 각 용접건(10)에 보내지는 전류의 세기와 통전시간을 컨트롤하는 컨택터(12)와, 각 용접건(10)에 전류를 송신하고 용접건(10)의 가압/개방 동작을 컨트롤하는 트랜스포머(11) 등이 마련되며, 수동 용접건(13)이 부스바(14)를 가압하여 용접건 #01, #02, #03에 간접적으로 전류를 공급하는 방식으로 용접을 행하도록 되어 있다.
여기서, 미설명 부호 15는 솔레노이드 밸브를 나타낸다.
이렇게 기존의 수동 용접설비는 수동 용접건과 부스바를 통해 전류를 공급하고, 또 설비의 경우 용접설비와 전기장치가 따로 분리되어 있기 때문에 작업이 연속적으로 이루어지지 못하며, 도 3의 작업순서도와 같이 복잡할 수 밖에 없다.
즉, 매 타점의 용접을 수행할 때마다 작업자에 의한 수차례의 작동스위치(푸시버튼) 조작을 반복해야 하므로, 작업이 복작하고 작업성이 떨어지는 단점이 있다.
이와 같이, 작업이 수동으로 이루어지는 공압 제어 시스템에서는 용접을 진행하기 위해 수동건을 작업자가 직접 조작하여 용접을 수행해야 하기 때문에 장시간 근로에 따른 작업효율의 저하 및 품질 저하 등은 필연적인 문제이다.
이에 매 타점마다 용접건을 설치하여 용접을 수행할 수 있도록 설비의 보완이 일부 이루어져 왔으나, 전기적 제어반이 없는 수동 공정에서의 복잡하고 많은 공수는 여전히 문제로 남아 있다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 공압으로 제어되는 용접장치와 전기로 제어되는 컨택터 및 트랜스포머 사이의 통신을 위하여, 공압신호를 전기신호로 전환하여 컨택터에 용접신호를 송신하는 공전(空電) 릴레이를 채용한 새로운 형태의 점용접 방식을 구현함으로써, 작업자의 작업을 간소화할 수 있고, 장시간 근로에 따른 생산성 저하를 최소화할 수 있는 등 작업효율을 크게 향상시킬 수 있는 공압 제어 시스템을 이용한 점용접 자동화장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 용접건들이 순서대로 용접을 행할 때, 각 타점 간의 시간차를 줄 수 있는 타임 딜레이 밸브를 채용한 새로운 형태의 점용접 방식을 구현함으로써, 타점과 타점 간의 판넬 벌어짐 등과 같은 문제를 배제할 수 있는 등 우수한 품질의 제품을 확보할 수 있는 공압 제어 시스템을 이용한 점용접 자동화장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 공압 제어 시스템을 이용한 점용접 자동화장치는 용접건, 상기 용접건에 보내지는 전류의 세기와 통전시간을 컨트롤하는 컨택터, 상기 컨택터의 제어에 의해 용접조건에 맞는 전류를 용접건에 보내는 동시에 용접건의 가압 및 개방 동작을 컨트롤하는 트랜스포머 등을 포함하는 한편, 상기 용접건의 진입 및 복귀를 위한 액추에이터의 작동을 컨트롤하는 에어 오퍼레이트 밸브의 진입측 배관에 연결되며, 상기 액추에이터에 제공되는 공압을 감지한 후에 이를 전기신호로 전환시키고, 이렇게 전환시킨 전기신호를 컨택터에 송신하는 공전 릴레이를 더 포함하는 형태로 이루어짐으로써, 상기 공전 릴레이로 컨택터에 용접신호를 송신하고, 그 신호를 다시 트랜스포머에 보냄으로 해서 용접을 자동으로 수행할 수 있는 특징이 있다.
여기서, 상기 점용접 자동화장치에서는 공전 릴레이를 복수의 용접건에 하나씩 배속하고, 이때의 각 공전 릴레이는 공압신호를 전기신호로 전환한 후 컨택터에 용접신호를 송신하도록 구성하여, 각 용접건들이 동시에 또는 순서대로 용접을 행할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 점용접 자동화장치의 경우, 용접건의 진입 및 복귀를 위한 액추에이터의 작동을 컨트롤하는 하나의 에어 오퍼레이트 밸브의 진입측 배관으로부터 공압을 제공받으며, 순차적으로 용접작업을 수행하는 다른 하나의 에어 오퍼레이트 밸브의 진입측 배관에 연결되는 동시에 공압을 제공받는 에어 오퍼레이트 밸브의 복귀측 배관에도 연결되는 타임 딜레이 밸브를 구비하여, 에어 오퍼레이트 밸브의 작동을 위한 공압신호를 소정의 시간 동안 지연시킴으로써, 순차적으로 용접을 행하는 용접건들의 각 타점 간에 시간차를 줄 수 있고, 결국 n개의 용접타점을 순서대로 하나씩 순차적으로 용접해나갈 수 있도록 하는 한편, 이전 에어 오퍼레이트 밸브를 복귀시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 제공하는 공압 제어 시스템을 이용한 점용접 자동화장치는 다음과 같은 장점을 갖는다.
첫째, 공전 릴레이로 공기가 주입될 때, 발생되는 압력을 감지하여 컨택터에서 용접조건을 컨트롤하는 방식을 채용함으로써, 작업의 간소화를 통해 작업성을 높일 수 있고, 따라서 작업 효율을 크게 향상시킬 수 있다.
둘째, 공전 릴레이와 타임 딜레이 밸브를 이용하여 순서에 따라 자동으로 용접 작업을 수행함으로써, 타점과 타점 사이의 판넬 접합 부위의 간격이 벌어지는 등과 같은 문제를 배제할 수 있는 등 우수한 품질의 제품을 확보할 수 있다.
따라서, 차체조립공장에서의 점용접 작업시 본 발명에 따른 공압 제어 시스템을 이용한 점용접 자동화장치를 적용함으로써, 작업자에 의해 이루어지던 작업의 자동화를 통하여, 품질 유지, 작업량 감소 등의 효과가 기대되며, 또한 작업효율을 크게 향상시킬 수 있다.
도 1은 차체조립공장에서 쓰이는 수동 용접건의 구성을 나타내는 개략도
도 2는 종래의 공압 제어 시스템을 이용한 점용접 장치를 나타내는 사시도
도 3은 종래의 공압 제어 시스템을 이용한 점용접 장치의 작업 순서를 나타내는 개략도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공압 제어 시스템을 이용한 점용접 자동화장치를 나타내는 사시도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공압 제어 시스템을 이용한 점용접 자동화장치의 회로도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공압 제어 시스템을 이용한 점용접 자동화장치의 작업 순서를 나타내는 블럭도
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 공압 제어 시스템을 이용한 점용접 자동화장치의 작업 순서를 나타내는 개략도
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공압 제어 시스템을 이용한 점용접 자동화장치의 회로도
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공압 제어 시스템을 이용한 점용접 자동화장치를 나타내는 사시도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 상기 점용접 자동화장치는 용접건(10), 트랜스포머(11) 및 컨택터(12) 등을 포함하며, 특히 공압으로 제어되는 용접장치와 전기로 제어되는 트랜스포머(11) 및 컨택터(12) 사이의 통신을 위해 공압신호를 전기신호로 전환하여 주는 공전 릴레이(미도시)를 포함한다.
이에 따라, 상기 공전 릴레이로 용접건(10)을 제어하는 컨택터(12)에 신호를 송신하고, 그 신호를 다시 트랜스포머(11)에 보냄으로 해서 용접을 행하는 것이다.
또한, 본 발명에서는 작업의 시작 신호를 주기 위해 공압 제어장치인 푸시 버튼(미도시)을 누르는 동작 하나로 용접건(10)들이 순서대로 용접을 행하도록 되어 있다.
그리고, 본 발명에서는 각 타점 간의 시간차를 주기 위하여, 타임 딜레이 밸브(미도시)를 채용하고 있으며, 상기 타임 딜레이 밸브는 소정의 시간 동안, 예를 들면 0.5∼60sec 정도의 시간 동안 지연시간을 조절할 수 있도록 되어 있다.
이는 모든 타점을 동시에 용접하게 되면, 타점과 타점 사이의 판넬 접합 부위의 간격이 벌어질 수 있기 때문에 이를 방지하기 위함이다.
상기 컨택터(12)와 트랜스포머(11)는 케이블에 의해 전기적으로 접속되어 있으며, 상기 용접건(10)에 전류를 송신하는 트랜스 포머(11)와 용접장치측의 한 쌍의 부스바(14)는 전류공급용 케이블(+)(20)과 전류공급용 케이블(-)(21)에 의해 직접 연결되어 있다.
즉, 종전과 같이 부스바 접점을 가압하기 위한 별도의 수동 용접건이 배제되고, 케이블이 부스바(14)에 직접 연결되는 형태를 제공한다.
종전의 경우, 베이스상에 설치되어 있는 용접건과 그에 전기를 송전해 주기 위한 수동 용접건이 있어 작업이 자연스럽게 연결되지 못하는 단점이 있으며, 이러한 단점은 매 타점을 용접할 때마다 작업자가 수동 용접건을 가지고 용접건 유니트에 전류를 공급하여 주는 작업을 해야 함을 의미한다.
이에 반해, 본 발명의 경우, 작업자의 중간 작업이 필요치 않도록 하기 위하여, 수동 용접건으로 통전시키는 작업이 필요치 않도록 부스바와 컨택터를 직접 연결하며, 공전 릴레이를 이용하여 기존에 수동 용접건의 작동 스위치(미도시)가 하던 일을 대신하게 함으로써, 컨택터에 용접할 준비가 되어 있다는 신호를 송신하는 하도록 하는 것이다.
그리고, 상기 용접건(10)은 다수 개가 마련되고(본 발명의 일 예에서는 3개의 용접건이 마련된다), 각 용접건(10)의 타점을 통해 용접을 행하게 된다.
상기 컨택터(12)는 용접건(10)에 보내지는 전류의 세기와 통전시간을 직접적으로 컨트롤하는 수단으로서, 용접조건은 각 용접건별로 작업자에 의해 사전에 세팅된다.
이렇게 세팅되어진 용접조건은 공전 릴레이에 의해 다시 트랜스포머(11)에 송신되고, 결국 트랜스포머(11)에서 송신하는 전류에 의해 용접건(10)이 동작될 수 있게 되는 것이다.
상기 트랜스포머(11)는 컨택터(12)로부터 전해 받은 용접조건에 맞는 전류를 용접건(10)에 송신하는 동시에 솔레노이드 밸브를 통해 액추에이터, 즉 공압실린더로 운용되는 용접건(10)의 가압 및 개방 동작을 컨트롤하는 역할을 한다.
여기서, 미설명 부호 16은 용접건(10)의 진입 및 복귀 동작을 위한 액추에이터로서, 보통 실린더를 적용할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공압 제어 시스템을 이용한 점용접 자동화장치의 회로도이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 여기서는 용접건의 작동을 위한 용접신호를 송신하는 공전 릴레이(18)의 회로구성 및 그 역할을 보여준다.
상기 공전 릴레이(18)는 용접건의 작동을 위하여 액추에이터(16)에 보내지는 공압을 감지한 후, 이때의 공압신호를 전기신호로 전환하여 컨택터(12)에 용접신호를 송신하는 역할을 하게 된다.
즉, 상기 공전 릴레이(18)로부터 제공되는 전기신호는 컨택터(12)로 전달되고, 이와 동시에 용접조건이 다시 트랜스포머(11)에 보내져 용접작업이 이루어지게 된다.
이를 위하여, 각 용접건에 속해 있는 액추에이터(16)에는 하나씩의 에어 오퍼레이트 밸브(17)가 배속되면서 공압회로를 구성하게 되고, 이렇게 구성되는 공압회로상에서 상기 공전 릴레이(18)는 용접건의 진입 및 복귀를 위한 액추에이터(16)의 작동을 컨트롤하는 에어 오퍼레이트 밸브(17)의 진입측 배관에 연결된다.
이에 따라, 상기 액추에이터(16)에 공압이 제공되면, 이와 동시에 공전 릴레이(18)측에도 공압이 제공되고, 이때의 제공되는 공압을 공전 릴레이(18)가 감지한 후에 이를 전기신호로 변환시켜서 컨택터(12)에 송신하게 되는 것이다.
용접작업을 행하는 용접건 및 이에 속하는 액추에이터나 공전 릴레이의 경우, 그 수량에는 제한을 받지 않으며, 본 발명에서는 3개의 용접건을 운용하는 예를 보여준다.
각 용접건의 작동을 위한 3개의 액추에이터(16a,16b,16c)에는 각각 하나씩의 에어 오퍼레이트 밸브(17a,17b,17c)가 배속되면서 회로를 구성하게 되고, 상기 에어 오퍼레이트 밸브(17a,17b,17c)의 진입측 배관에는 공전 릴레이(18a,18b,18c)가 각각 회로를 구성하게 된다.
예를 들면, 에어 오퍼레이트 밸브(17a,17b,17b)의 동작(진입측에 공압 제공)에 의해 액추에이터(16a,16b,16c)가 작동하게 되면, 이 액추에이터(16a,16b,16c)의 작동에 의해 메카니컬 밸브(23a,23b,23c)가 ON되면서, 공전 릴레이(18a,18b,18c)측으로도 공압이 제공되도록 회로가 구성될 수 있다.
이에 따라, 에어 오퍼레이트 밸브(17a,17b,17c)의 동작시 액추에이터(16a,16b,16c)측과 공전 릴레이(18a,18b,18c)측에 함께 공압이 보내지게 되고, 이때의 공압신호를 공전 릴레이(18a,18b,18c)가 감지한 후에 이를 전기신호로 전환하여 컨택터(12)에 송신하게 되므로서, 용접건에 의한 용접작업이 이루어질 수 있게 된다.
한편, 용접건을 동작시키는 액추에이터의 경우, 진입 및 복귀와 가압 및 개방 동작을 일괄적으로 수행할 수 있는 단일 액추에이터 시스템을 적용할 수도 있지만, 본 발명의 일 예에서 보여주는 바와 같이 진입 및 복귀를 위한 액추에이터(16a,16b,16c)와 가압 및 개방을 위한 액추에이터(24a,24b,25c)의 복합 액추에이터 시스템으로 운용하는 것이 바람직하다.
이렇게 복합 액추에이터 시스템으로 운용하는 경우, 이때의 각 액추에이터(24a,24b,24c)에도 각각 하나씩의 에어 오퍼레이트 밸브(25a,25b,25c)가 배속될 수 있다.
이에 따라, 상기 액추에이터(16a,16b,16c)측과 공전 릴레이(18a,18b,18c)측에 함께 보내지는 공압은 상기 각 에어 오퍼레이트 밸브(25a,25b,25c)측에도 동시에 보내지게 되면서, 에어 오퍼레이트 밸브(25a,25b,25c)의 가압 동작이 이루어질 수 있게 된다.
한편, 전체 용접작업의 개시를 위한 스위치 수단으로서, 공압회로용 밸브인 푸시 버튼(22)이 마련된다.
상기 푸시 버튼(22)은 용접건의 진입 및 복귀를 컨트롤하여 주는 에어 오퍼레이트 밸브(17a,17b,17c)를 동작시켜주는 밸브이며, 압원과 에어 오퍼레이트 밸브(17a,17b,17c) 간의 회로상에 연결 설치된다.
특히, 본 발명에서는 각 용접건의 각 타점 간에 시간차를 줌으로써, 각 용접건이 순차적으로 용접을 행할 수 있도록 해주는 수단을 제공한다.
이를 위하여, 상기 용접건(10)의 진입 및 복귀를 위한 액추에이터(16)의 작동을 컨트롤하는 하나의 에어 오퍼레이트 밸브(17a)의 진입측 배관으로부터 공압을 제공받는 동시에 순차적으로 용접작업을 수행하는 다른 하나의 에어 오퍼레이트 밸브(17b)의 진입측 배관에 연결되는 타임 딜레이 밸브(19a)가 마련된다.
물론, 이때의 타임 딜레이 밸브는 에어 오퍼레이트 밸브 17b와 17c의 후단측으로도 하나씩(19b,19c) 배속될 수 있다.
이러한 타임 딜레이 밸브(19a,19b,19c)는 에어 오퍼레이트 밸브(17b,17c,17a))의 작동을 위한 공압신호를 소정의 시간 동안 지연시키는 역할을 하게 된다.
예를 들면, 상기 타임 딜레이 밸브는 용접 타점이 일정 간격을 두고 용접되도록 하기 위해 각각의 용접건 작동용 에어 오퍼레이트 밸브와 밸브 사이에 설치되어, 0.5∼60sec 동안 공압신호를 지연시키는 역할을 하게 된다.
즉, 액추에이터(16a,16b,16c)측과 공전 릴레이(18a,18b,18c)측에 함께 보내지는 공압은 타임 딜레이 밸브(19a,19b,19c)측에도 동시에 보내지게 되고, 이렇게 보내진 공압은 타임 딜레이 밸브(19a,19b,19c)에서 저장되어 있다가 일정 시간 경과 후에 다시 에어 오퍼레이트 밸브(25a,25b,25c)를 동작시키는데 쓰일 수 있게 된다.
따라서, 이러한 타임 딜레이 밸브(19a,19b,19c)의 역할로 인해 순차적으로 용접을 행하는 용접건들의 각 타점 간에 시간차를 줄 수 있고, 결국 n개의 용접타점을 순서대로 하나씩 순차적으로 용접해나갈 수 있게 되는 것이다.
또한, 상기 타임 딜레이 밸브(19a,19b,19b)의 경우, 액추에이터(16a,16b,16c)의 복귀, 즉 에어 오퍼레이트 밸브(17a,17b,17c)의 복귀를 위한 공압신호를 제공하는 역할을 수행할 수 있게 된다.
이를 위하여, 상기 타임 딜레이 밸브(19a,19b,19c)는 에어 오퍼레이트 밸브(17a,17b,17c)의 복귀측 배관에도 연결되어, 후(後) 에어 오퍼레이트 밸브의 진입 작동을 위한 공압신호를 보낼 때, 선(先) 에어 오퍼레이트 밸브측에 복귀 작동을 위한 공압신호를 동시에 보낼 수 있으며, 이에 따라 이후 에어 오퍼레이트 밸브를 동작시킴과 더불어 이전 에어 오퍼레이트 밸브의 복귀시킬 수 있게 된다.
따라서, 이와 같이 구성되는 공압 제어 시스템을 이용한 점용접 자동화장치를 이용한 용접작업 과정을 살펴보면 다음과 같다.
도 6과 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 공압 제어 시스템을 이용한 점용접 자동화장치의 작업 순서를 나타내는 블럭도와 개략도이다.
도 6과 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 점용접 자동화장치에 의한 점용접 작업 순서는 용접건의 진입-용접-복귀를 하나의 사이클로 하여 n개의 타점을 순차적으로 용접하여 나가는 방식으로 진행되며, 이러한 순차적인 용접은 타임 딜레이 밸브(19)에 의해 자동으로 이루어진다.
예를 들면, 처음에 푸시 버튼으로 에어 오퍼레이트 밸브#01을 동작시키면 용접건#01의 진입측으로 공기가 주입되고, 이때 주입되는 공기가 다시 타임 딜레이 밸브#01에 주입되며, 이와 동시에 공전 릴레이#01에 압력을 발생시킴으로 해서, 용접건#01이 용접을 행하게 된다.
이렇게 용접건#01이 용접되는 동안 용접건#02가 동작되지 않도록 타임 딜레이 밸브#01에 저장되어 있던 공기가 다시 에어 오퍼레이트 밸브#02를 동작시키게 되며, 이와 동시에 에어 오퍼레이트 밸브#02를 복귀시키게 된다.
이렇게 해서 n개의 용접 타점을 순서대로 하나씩 순차적으로 용접하여 나가게 되는 것이다.
이를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기 점용접 자동화장치의 용접 작업은 푸시 버튼(22)을 누르는 조작에 의해 스타트되며, 이때의 푸시 버튼(22)은 용접건 등에 구비될 수 있다.
상기 푸시 버튼(22)을 누르면, 압원에서 공급되는 공압에 의해 에어 오퍼레이트 밸브(17a)가 진입측으로 전환되고, 이와 동시에 공압은 액추에이터(16a)로 공급된다.
이에 따라, 상기 액추에이터(16a)의 작동에 의해 용접건#01은 판넬 용접 부위로 진입하게 된다.
계속해서, 상기 액추에이터(16a)의 작동에 의해 메카니컬 밸브(23)가 작동하게 되면, 압원으로부터의 공압은 공전 릴레이(18a)와 타임 딜레이 밸브(19a)로 공급된다.
이때, 공전 릴레이(18a)는 이렇게 공급되는 공압신호를 감지한 후에 이를 전기신호로 전환하여 컨택터(12)에 전송하게 되고, 타임 딜레이 밸브(19a)는 일정 시간 동안 저장하고 있게 된다.
한편, 상기 공전 릴레이(18a)의 신호를 입력받은 컨택터(12)는 트랜스포머(11)측에 용접조건에 맞는 전류를 보내게 되고, 계속해서 트랜스포머(11)에 있는 솔레노이드 밸브(15)의 작동과 상기 공전 릴레이(18a)측 라인에서 제공되는 공압에 의해 에어 오퍼레이트 밸브(25a)가 작동하게 된다.
따라서, 상기 에어 오퍼레이트 밸브(25a)의 작동에 의해 액추에이터(24a)측으로 공압이 공급되면서 용접건#01이 판넬을 가압하게 되고, 이와 동시에 트랜스포머(11)측에서 보내지는 전류에 의해 용접건#01은 판넬에 대한 용접을 행하게 된다.
상기 용접건#01이 용접을 수행한 후에 개방되고, 일정시간이 경과된 다음, 타임 딜레이 밸브(19a)에 저장되어 있던 공압에 의해 에어 오퍼레이트 밸브(17b)가 작동함과 동시에 액추에이터(16b)가 작동되면서 위와 같은 과정을 통해 용접건#02도 용접을 행하게 되며, 또한 상기 에어 오퍼레이트 밸브(17a)에서 제공되는 공압에 의해 이전 에어 오퍼레이트 밸브(17b)가 복귀측으로 전환되면서 용접건#01은 초기 위치로 복귀된다.
이를 정리하면, 상기 에어 오퍼레이터 밸브(17a)는 용접건을 진입(Swing or Shift)시키기 위한 밸브로서, 푸시버튼(22)을 한번 눌렀다 떼면, 실린더(16a) 쪽으로 에어가 들어가 유닛의 동작을 도와준다.
이때, 메카니컬 밸브(23)를 동작시키게 되며, 이 밸브를 통과한 에어는 B, 타임릴레이(19a) 및 공전릴레이(18a)의 A를 통과하게 된다.
여기서, A는 컨택터(12)로, B는 에어 오퍼레이트 밸브(25a)의 앞단 엔드밸브로, 타임 릴레이 밸브(19a)는 주어진 시간만큼 대기한다.
그리고, A, 즉 컨택터(12)를 통과한 에어는 솔레노이드 밸브(15)를 동작시켜 에어가 엔드밸브로 도달하는데, 이 엔드밸브는 에어 A와 B가 동시에 들어올 때만 동작하여 에어 오퍼레이트 밸브(25a)를 동작시킨다.
상기 에어 오퍼레이트 밸브(25a)가 동작하여 액추에이터(24a)를 동작시키면 가압이 이루어지고, 이때 컨택터(12)에 기본 세팅된 전류의 통전시간 만큼 통전이 이루어지면 용접이 완료된다.
이렇게 용접이 완료되면 공전릴레이(18a)가 차단되어, 컨택터(12)로 가는 에어(A)가 끊어지게 되며, 이로 인해 솔레노이드 밸브(15)가 스프링에 의해 초기 위치로 복귀하게 된다.
이러면 에어 오퍼레이트 밸브(25a)의 에어가 차단되어 스프링에 의해 복귀되면 건(24a)은 개방하게 된다.
이때, 타임 릴레이의 시간이 경과하면, 타임 릴레이 밸브(19a)가 동작하여 에어가 다음 에어 오퍼레이트 밸브(17b)쪽으로 향하는데, 이 에어는 처음 에어 오퍼레이트 밸브(17a)쪽으로도 진행하여 에어 오퍼레이트 밸브(17a)를 동작시켜 초기 위치로 바꾸어주게 된다.
이러면 메카니컬 밸브(23)가 차단되고, B쪽의 에어가 차단된다.
이후, 계속적으로 위와 같은 과정이 자동으로 진행되면서 용접이 수행된다.
이와 같이, 하나의 용접건을 작동시키기 위한 공압신호를 감지하여 이를 전기신호로 전환시켜 컨택터측에 용접신호를 제공하는 각 공전 릴레이의 작동과 타임 딜레이 밸브의 지연 작동에 의해 각 용접건#01,#02,#03,...들은 n개의 타점을 순차적으로 용접하여 나가면서 판넬에 대한 용접을 자동으로 행할 수 있게 되는 것이다.
한편, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공압 제어 시스템을 이용한 점용접 자동화장치의 회로도이다.
여기서는 타임 딜레이 밸브를 배제한 조건에서 각 용접건마다 하나씩의 푸시 버튼(22a,22b,22b)을 배속시키고, 각 푸시 버튼(22a,22b,22c)의 조작에 의해 용접이 수행되는 예를 보여준다.
즉, 푸시 버튼(22a)을 눌러서 하나의 용접건(#01)을 이용한 용접을 수행할 수 있으며, 하나의 타점에 대한 용접 완료 후, 작업자가 그 다음의 푸시 버튼(22b)을 누르면 되면, 그 다음의 용접건(#02)을 이용하여 다음 타점에 대한 용접을 수행할 수 있게 된다.
물론, 타임 릴레이 밸브의 작동과 관련한 부분을 제외하고는 각 에어 오퍼레이트 밸브의 동작, 에어의 흐름 등은 위의 일 실시예와 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
10 : 용접건 11 : 트랜스포머
12 :컨택터 13 : 수동 용접건
14 : 부스바 15 : 솔레노이드 밸브
16,24 : 액추에이터 17,25 : 에어 오퍼레이트 밸브
18 : 공전 릴레이 19 : 타임 딜레이 밸브
20 : 전류공급용 케이블(+) 21 : 전류공급용 케이블(-)
22,22a,22b,22c : 푸시 버튼 23 : 메카니컬 밸브

Claims (6)

  1. 용접건(10)과, 상기 용접건(10)에 보내지는 전류의 세기와 통전시간을 컨트롤하는 컨택터(12)와, 상기 컨택터(12)의 제어에 의해 용접조건에 맞는 전류를 용접건(10)에 보내는 동시에 용접건(10)의 가압 및 개방 동작을 컨트롤하는 트랜스포머(11)를 포함하는 공압 제어 시스템을 이용한 점용접 장치에 있어서,
    상기 용접건(10)의 진입 및 복귀를 위한 액추에이터(16)의 작동을 컨트롤하는 에어 오퍼레이트 밸브(17)의 진입측 배관에 연결되며, 상기 액추에이터(16)에 제공되는 공압을 감지한 후에 이를 전기신호로 전환시키고, 이렇게 전환시킨 전기신호를 컨택터(12)에 송신하는 공전 릴레이(18)를 포함하며, 상기 공전 릴레이(18)로 컨택터(12)에 용접신호를 송신하고, 그 신호를 다시 트랜스포머(11)에 보냄으로 해서 용접을 행할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 공압 제어 시스템을 이용한 점용접 자동화장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 용접건(10)의 진입 및 복귀를 위한 액추에이터(16)의 작동을 컨트롤하는 하나의 에어 오퍼레이트 밸브(17a)의 진입측 배관으로부터 공압을 제공받으며, 순차적으로 용접작업을 수행하는 다른 하나의 에어 오퍼레이트 밸브(17b)의 진입측 배관에 연결되어, 상기 에어 오퍼레이트 밸브(17b)의 작동을 위한 공압신호를 소정의 시간 동안 지연시키는 타임 딜레이 밸브(19)를 포함하며, 순차적으로 용접을 행하는 용접건들의 각 타점 간에 시간차를 주어, n개의 용접타점을 순서대로 하나씩 순차적으로 용접해나갈 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 공압 제어 시스템을 이용한 점용접 자동화장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 타임 딜레이 밸브(19)는 공압을 제공받는 에어 오퍼레이트 밸브(17a)의 복귀측 배관에도 연결되어, 다른 하나의 에어 오퍼레이트 밸브(17b)를 동작시킴과 더불어 이전 에어 오퍼레이트 밸브(17a)의 복귀시키는 공압신호를 제공할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 공압 제어 시스템을 이용한 점용접 자동화장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 공전 릴레이(18)는 복수의 용접건에 하나씩 배속되는 동시에 이때의 각 공전 릴레이(18)는 공압신호를 전기신호로 전환하여 컨택터(12)에 용접신호를 송신함으로써, 각 용접건들이 동시에 또는 순서대로 용접을 행할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 공압 제어 시스템을 이용한 점용접 자동화장치.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 용접건(10)에 전류를 송신하는 트랜스포머(11)와 한 쌍의 용접건측 부스바(14)는 전류공급용 케이블(+)(20)와 전류공급용 케이블(-)(21)에 의해 직접 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 공압 제어 시스템을 이용한 점용접 자동화장치.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 용접건(10)의 진입 및 복귀를 위한 액추에이터(16)의 작동을 컨트롤하는 복수의 에어 오퍼레이트 밸브(17)의 각 진입측 배관에 하나씩 배속되어 에어 오퍼레이트 밸브(17)의 작동을 위한 공압을 제공하는 푸시 버튼(22)을 포함하며, 각 푸시 버튼(22)의 조작을 통해 순차적으로 용접을 행하는 용접건들의 n개의 용접타점을 순서대로 하나씩 순차적으로 용접해나갈 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 공압 제어 시스템을 이용한 점용접 자동화장치.
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